I.- Índice Justificación………………………………………………………..…………3 II.- Revisión Bibliográfica............................................................................4 2.1.- Definición Pesticidas…………………………………...…………...4 2.2.- Historia de los Pesticidas…………………………………….……..4 2.3.- Organofosforados………………………………………...…..……...6 2.4.- Carbamatos…………………………………………………..…..…...7 2.5.2.5.1.2.5.2.- Mecanismos de Acción.………………………………..………..….7 Organofosforados ……………………………………..…………....7 Carbamatos ……………………………………..……………………8 2.6.2.6.1.2.6.1.1.2.6.1.2.- Signología Química………...…………………………………..……9 Exposición Aguda…………………………………………..………..9 Efectos Inmediatos…………………………………………..………9 Efectos Retardados…………………………………………..…….10 2.6.2.2.6.3.2.6.4.- Exposición Repetida o Crónica……………………………..…....11 Exposición Aguda/Crónica……………………………………..…11 Efectos Diversos…………………………………………………....12 2.7.- Pesticidas más usados en Chile………………………...….……13 2.8.- Intoxicación en Humanos………………………………………….13 2.9.2.9.1.2.9.1.2.2.9.1.3.2.9.1.4.2.9.1.5.2.9.2.2.9.2.1.2.9.2.2.- Efectos en Fauna Silvestre………………………………………..14 Efecto en Aves……………………………………………………....14 Medios de exposición……………………………………………...17 Efectos Directos……………………………………………….........17 Efectos Indirectos…………………………………………………..18 Aves Migratorias………………………………..……………...…...18 Otros Casos………………………………………………………….19 Insecticida Fipronil………………………………………………….19 Muerte de Abejas en Chile………………………………………...20 2.10.2.10.1.2.10.2.2.10.3.2.10.4.2.10.5.2.10.6.- Alternativas al uso de Pesticidas……………………………...…21 Técnicas de Cultivo…………………………………………………21 Control Biológico……………………………………………………21 Control Genético…………………………………………………….22 Hormonas y Feromonas………………………………………...…22 Cuarentena……………………………………………………...……23 Control Integrado de Plagas………………………………………23 III.IV.- Anexos………………………………………………………………..24 Bibliografía………………………………………………..…………29 2 I.- JUSTIFICACION. El siguiente trabajo permitirá aclarar algunos aspectos sobre los efectos tóxicos que provoca en el medio ambiente la utilización irresponsable de pesticidas. Con énfasis en la fauna silvestre, especialmente en aves, por su sensibilidad a la exposición de estos compuestos químicos y a las alteraciones provocadas en el medio ambiente. Además se desarrollará una breve explicación del contexto histórico en que estos compuestos han sido desarrollados y utilizados. Junto con la clasificación de los distintos tipos de pesticidas utilizados actualmente en el mundo y en Chile y sus mecanismos de acción y efectos que poseen los pesticidas sobre la fauna silvestre y el hombre. También se discutirán posibles soluciones y alternativas al uso de pesticidas. 3 II.-REVISION BIBLIOGRÁFICA. 2.1.-Definición de pesticida. “Un pesticida o plaguicida es un compuesto químico, orgánico o inorgánico, o sustancia natural que se utiliza para combatir malezas, enfermedades o plagas, potencialmente capaces de causar perjuicios en órganos u objetos.” (Definición según D.L. 3557/1980, Ministerio de Agricultura, Chile). 2.2.-Historia de los pesticidas. El empleo de productos químicos inorgánicos para eliminar plagas se remonta posiblemente a los tiempos de Grecia y Roma. En el sigo XVI, los chinos empleaban arsenicales como insecticidas y poco después la nicotina extraída del tabaco. En Europa a principio de siglo XIX se utilizaban elementos para combatir los insectos, tales como cenizas, azufre, cobre, tabaco molido, cianuro de hidrogeno, compuestos de mercurio, zinc, fósforo, plomo, entre otros. Estos forman parte de los llamados insecticidas de primera generación, los cuales son, en general, muy tóxicos, poco efectivos en la lucha contra la plaga y muy persistentes en el ambiente. Hoy en día se usan poco y bastantes de ellos están prohibidos por su excesiva toxicidad. Así mismo se inicio en el siglo XX, el uso de los derivados del petróleo, con el comienzo de una agricultura a gran escala, con enormes extensiones de monocultivos y explosiones de plagas hasta ahora desconocidas o de poca importancia, además del aumento de “donaciones” de insectos y otros agentes, de un continente a otro, donde muchas veces encontraban condiciones muy propicias para rápidas adaptaciones y expansiones. En la década de 1920 comenzó la aplicación, sobre todo de aceites insecticidas. El desarrollo de la agroquímica, surgió debido a las guerras mundiales. En la primera los aliados bloquearon los suministros a Alemania de las sales de nitro, procedentes de Chile, cuando era la principal y casi única fuente de este preciado abono, pero también lo era de la pólvora, se vio obligada a fijar el nitrógeno atmosférico por el proceso de Haber-Bosch, el cual 4 extrae del aire este gas y mediante catalizadores, lo combinan con hidrógeno para producir amoniaco. Después de la guerra, las grandes instalaciones de síntesis de amoniaco llevaron a la industria química a buscar nuevos mercados, siendo la agricultura el ideal. Los avances de la ciencia desarrollados para la industria química hicieron posible la aparición de mejores insecticidas que suelen denominarse de segunda generación. Estos consisten en un variado conjunto de moléculas que se clasifican en grupos según su estructura química. Las tres familias mas importantes son los Organoclorados, Organofosforados y Carbamatos. En Alemania, entre los gases de guerra, concebidos para matar masivamente, se encontraban ciertos derivados del ácido fosfórico. Felizmente no fueron usados en combate. Después de la guerra, teniendo grandes cantidades almacenadas y grandes capacidades de producción, los químicos acordaron que lo que mata a las personas también mata insectos. Surgieron y fueron promovidas así los insecticidas del grupo del parathion (organofosforados). También el DDT (dicloro-difenil-tricloril), organoclorado que sólo fue usado para matar insectos, surgió en la guerra. Las tropas americanas en el Pacifico sufrían mucho con la malaria. El DDT, conocido desde antes, pero cuyas cualidades insecticidas acababan de ser descubiertas, paso a ser producido en gran escala y usado sin restricción. Se aplicaba desde aviones a grandes extensiones, con lo que se trataba a las personas con gruesas nubes de DDT. Después de la guerra, nuevamente, la agricultura sirvió para canalizar las enormes cantidades y para mantener funcionando las grandes capacidades de producción que habían sido montadas. El DDT, también incluye, entre otros, el dicofol, el dieldreín, el endrín, el heptacloro, el clordano, el lindano, y el metoxicloro. Algunos de estos ingredientes son de carácter venenoso en cantidades mínimas. Sin embargo, las características más peligrosas de los organoclorados son su persistencia, es decir, su tendencia a permanecer químicamente activos por largo tiempo y su solubilidad, almacenamiento en los tejidos grasos del organismo. Por estas dos características, los niveles de contaminación se concentran ascendiendo en la cadena alimenticia, proceso conocido como bioacumulación (biomagnificación) (Ver Anexos: Imagen I). Por ejemplo, cuando las águilas 5 pescadoras se alimentan repetidamente de pescado contaminado con DDT, en su cuerpo de almacenan mayores cantidades de pesticidas. La biomagnificación explica por qué las aves rapaces, estando en la cima de la cadena alimenticia, son las más afectadas por los pesticidas organoclorados (Deinlein, 2003). Este pesticida fue prohibido en EEUU a principios de los setenta, pero se continúa exportando, así como otros pesticidas peligrosos para el ambiente y la salud humana, a los países latinoamericanos, destino invernal de muchas aves migratorias que se reproducen en los Estados Unidos y Canadá. Debido a la prohibición del DDT y a las severas restricciones impuestas a los organoclorados, hoy en día predomina un arsenal de nuevos pesticidas. En la actualidad, los compuestos organofosforados-carbamatos pertenecen a dos de las clases de ingredientes activos más comúnmente encontrados en los pesticidas. Aunque su persistencia en el ambiente no es tan prolongada como los organoclorados, son más tóxicos, lo que significa que aun en cantidades mínimas pueden causar envenenamiento severo. (Deinlein, 2003) 2.3.- Organofosforados. Los pesticidas de tipo de organofosfatos tienen una gran ventaja sobre los organoclorados en relación a su menor persistencia en el medio ambiente. Su toxicidad para seres vivos es mayor que la de organoclorados. Todos los pesticidas basándose en organofosfatos contienen un átomo pentavalente central de fósforo, el cual está unido a: 1- un átomo de oxígeno o azufre con doble enlace al fósforo 2- dos grupos de metoxi (-OCH3) o etoxi (-OCH2CH3) en enlace sencillo 3- y un grupo R, más largo y complejo con enlace sencillo al fósforo. Estos compuestos, presentes sobre todo en insecticidas, tienen un olor penetrante y desagradable. Los organofosfatos disminuyen el nivel de la enzima acetilcolinesterasa, lo que aumenta el efecto de la acetilcolina. Esto afecta directamente al sistema nervioso central, por lo que la manifestación puede ir desde la salivación 6 excesiva a la incoordinación, trastornos en la marcha, temblores, vómitos, diarrea, convulsiones. Las pupilas se contraen mucho al inicio (miosis), pero se dilatan (midriasis) en los episodios convulsivos. Debido a su rápido metabolismo, no hay acumulación. 2.4.- Carbamatos. Los carbamatos son sustancias orgánicas de síntesis conformadas por un átomo de nitrógeno unido a un ácido carbámico. Este tiene un efecto neurotóxico que, en la dosis correspondiente, conlleva a la muerte. Sus características principales son su alta toxicidad, su baja estabilidad química y su nula acumulación en los tejidos, característica que lo posiciona en ventaja con respecto a los organoclorados de baja degradabilidad y gran acumulación. Se hidrolizan fácilmente en medio alcalino y por acción de luz y calor. Son absorbidos por vías respiratorias, digestivas y cutáneas. Son eliminados por medio de la orina, heces y aire expirado 2.5.- Mecanismos de Acción: 2.5.1.- Organofosforados. Los organofosforados causan toxicidad al inhibir la actividad de la Acetilcolinesterasa, enzima importante en la terminación de la actividad biológica de la Acetilcolina, neurotransmisor disperso especialmente en fibras nerviosas ganglionares del sistema nervioso simpático y parasimpático y en algunas sinapsis del Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Autónomo. La reacción da como productos colina y acetato; regresando la primera a la membrana pre sináptica para usarla en la síntesis de Acetilcolina. Se han encontrado dos tipos principales de Acetilcolinesterasa en el organismo. o Acetilcolinesterasa verdadera (Colinesterasa eritrocitaria, específica o tipo I), ubicada en la membrana de los eritrocitos y terminaciones nerviosas. Su función es catalizar la hidrólisis de Acetilcolina en colina y acetato. 7 o Butirilcolinesterasa (Pseudocolinesterasa o Colinesterasa tipo II). Se encuentra distribuida en plasma sanguíneo, músculo liso, hígado y adipositos. Su función es catalizar la hidrólisis de de Butirilcolina y en menor proporción de Acetilcolina. Al actuar estos pesticidas disminuyendo la actividad enzimática produce la inhibición de la hidrólisis de la Acetilcolina, sobre estimulando el órgano efector por exceso del neurotransmisor, lo que provoca excitación o inhibición de las células musculares. En del Sistema Nervioso Central se producen alteraciones sensoriales y conductuales, descoordinación y depresión cardiorrespiratoria. El grupo fosfórico de los organofosforados se une en forma covalente con el sitio activo de la Acetilcolinesterasa. La enzima fosforilada es relativamente estable, lo cual evita la regeneración de la enzima activa; por esto se dice que la inhibición enzimática por organofsforados es de tipo irreversible. La restauración de la actividad enzimática dependerá de la síntesis de nuevas moléculas de enzima. 2.5.2- Carbamatos. Son muy utilizados en el hogar, jardines y agricultura. Éstos comparten con los organofosfatos, la capacidad de inhibir las enzimas, sin embargo los carbamatos poseen menor afinidad a las colinesterasas, estos envenenamientos son más fáciles de tratar. En las uniones nerviosas colinérgicas con músculo liso y células glandulares, la alta concentración de acetilcolina causa contracciones musculares y secreción respectivamente. En las uniones musculares esqueléticas, el exceso de acetilcolina puede producir excitación (espasmos musculares), pero también puede debilitar o paralizar la célula al despolarizar la placa terminal. Las concentraciones elevadas de acetilcolina pueden causar alteraciones sensoriales y conductuales, incoordinación y depresión en la función motora en el cerebro, a pesar de que estos insecticidas no penetran eficazmente al sistema nervioso central. 8 La depresión respiratoria, combinada con edema pulmonar, es la causa común de muerte en el envenenamiento con estos compuestos. 2.6.- Signología química. Los síntomas causados por pesticidas dependen de distintos factores, como son, tipo de exposición (aguda/crónica), la intensidad (dosis o concentración) y la/s especie/s química/s implicadas pudiéndose agrupar en los siguientes tipos: • Exposición aguda. Efectos inmediatos y retardados. • Exposición repetida o crónica. Efectos agudos y crónicos. • Exposición aguda/crónica. Efectos permanentes. • Efectos diversos. 2.6.1.- Exposición aguda. 2.6.1.1.- Efectos inmediatos Los signos de intoxicación aguda se evidencian de minutos a horas, según vía de contacto y dosis del tóxico. La exposición por inhalación resulta en la aparición de signos en forma más rápida, seguido por la vía digestiva y cutánea (Souberville,1992). Las principales manifestaciones de las intoxicaciones agudas a organofosforados son consecuencia directa de la inhibición de la actividad de la acetilcolinesterasa intoxicaciones se ejercida por presentan estos signos compuestos. y síntomas En este tipo correspondientes de a manifestaciones que se clasifican en tres tipos: muscarínicas, nicotínicas, y del sistema nervioso central (SNC) (Obiols, 1998). Los efectos muscarínicos provocan hiperactividad parasimpática, con lo que se observa bradicardia, miosis, broncocontricción, sudoración, aumento de secreciones bronquiales, edema pulmonar, vómitos, diarrea, incontinencia fecal y urinaria (Glaser, 1997). 9 Los efectos nicotínicos se deben a una hiperactividad simpática disfunción neuromuscular. Esto se manifiesta en taquicardia, hipertensión, debilidad muscular y parálisis (entre otros) (Glaser, 1997). Con la acumulación de acetilcolina a nivel del SNC, se observa excitación, convulsiones, ataxia, confusión, ceguera, depresión cardiorrespiratoria y coma. (Glaser, 1997). (Ver III. Anexos “ Tabla N ° 2”). Según la severidad de las intoxicaciones agudas se pueden clasificar en: • Latentes (sin manifestaciones clínicas). • Ligeras (se presentan manifestaciones muscarínicas típicas y algunas de tipo central, como dolor de cabeza y debilidad general). • Moderadas (el paciente no puede andar, sintomatología muy marcada; buena recuperación con tratamiento adecuado, sin él puede ser problemática). • Graves (el paciente está inconsciente, miosis, falta de reflejos oculares, fasciculaciones musculares, dificultades respiratorias y cianosis; pronóstico fatal sin tratamiento adecuado) (Obiols, 1998). 2.6.1.2.- Efectos retardados En este caso los síntomas comienzan en el hombre entre 1 y 3 semanas después de la exposición aguda (y al cabo de un periodo más incierto cuando la exposición es crónica), retraso que está relacionado con la dosis del agente tóxico y con su naturaleza química. Se trata de una polineuropatía predominantemente motora, con manifestaciones de tipo sensorial, que afecta a los músculos distales de las extremidades en grado variable, incluso tetraplejia, aunque, en general, resultan más afectadas las piernas. Distintas especies animales presentan susceptibilidades diferentes. La NTE (neurotarget esterase) del sistema nervioso sería una molécula sobre la que incidiría el organofosforado, una vez ingresado en el organismo. (La inhibición de las colinesterasas y la de la NTE son procesos independientes) (Obiols, 1998). 10 2.6.2.- Exposición repetida o crónica (Efectos agudos). Los efectos agudos en la exposición repetida, son consecuencia de la inhibición progresiva de la acetilcolinesterasa, (que cuanto más lenta es, más tardan las manifestaciones de tipo muscarínico o nicotínico en presentarse). En consecuencia, la actividad puede reducirse hasta un 20 ó 30 % (80 ó 70 % de inhibición) del valor de base sin que los individuos manifiesten trastorno clínico alguno, tras varias semanas con una exposición moderada. Por contra, si la exposición es intensa y la inhibición es rápida basta con que sea del 30 % del valor de base, o incluso inferior, (manteniéndose un 70 % o más de la actividad) para desencadenar la aparición de la sintomatología descrita (Obiols, 1998). 2.6.3.- Exposición aguda/crónica (Efectos permanentes). Se ha señalado que los efectos neurológicos subclínicos son frecuentes en los sujetos expuestos a organofosforados, e incluyen una disminución de la velocidad de conducción nerviosa sensorial y un aumento de la densidad de las fibras (Obiols, 1998). A mediados de los años 50 se empezaron a describir los efectos de los organofosforados sobre el SNC, que se manifiestan como trastornos del comportamiento (cambios neuropsiquiátricos) y/o de las funciones superiores (Obiols, 1998). Un estudio publicado en 1988 evidenció que trabajadores agrícolas con antecedentes de, al menos, una intoxicación aguda por organofosforados obtenían peores resultados que sus controles emparejados, no expuestos, en tests de capacidades muy diferentes (funciones intelectuales, habilidades intelectuales, abstracción y flexibilidad de pensamiento y habilidades motrices simples, velocidad y coordinación), el 24 % de ellos con resultados en el rango característico del daño cerebral documentado o disfunción, por sólo un 12 % de los controles con similares resultados. Es decir, que el examen neuropsicológico de pacientes que han sufrido intoxicación aguda por organofosforados puede revelar disminuciones en distintas funciones y 11 habilidades de tipo intelectual que pasarían inadvertidas en un examen neurológico clínico. Posteriormente se ha demostrado y confirmado el descenso persistente de la funcionalidad neuropsicológica (incluyendo la atención acústica, atención verbal, memoria visual, velocidad visual motora, secuenciación y solución de problemas, estabilidad motora, reacción, destreza) en individuos que han sufrido episodios de intoxicación aguda (Obiols, 1998). 2.6.4.- Efectos diversos. Se ha comprobado que los organofosforados pueden unirse directamente con los receptores de la AChE, generando un aumento en el efecto del exceso de acetilcolina, reduciendo aun más la contracción y frecuencia cardíacas (Obiols, 1998). También se han detectado alteraciones bioquímicas, como anomalías en niveles de catecolaminas. En formuladores de insecticidas expuestos a organoclorados, Organofosforados y carbamatos, se han hallado niveles de adrenalina significativamente más altos (alrededor de un 35 %), que favorecen la glucogenolisis hepática y los consiguientes niveles de glucemia más elevados (con ligera tendencia a la hiperglicemia). La exposición a organofosforados se ha relacionado de forma repetida con la aparición, en algunas personas, de una serie de trastornos muy variables en su manifestación e intensidad, que han sido englobados bajo la denominación común de síndrome de sensibilidad química múltiple (MCSS, del inglés “multiple chemical sensitivity syndrome” o MCS, “multiple chemical syndrome” o, más recientemente, “multiple chemical sensitivities”). El diazinón, el gutión, y otros organofosforados han sido identificados como agentes causantes de este síndrome. Una cierta vulnerabilidad a la acetilcolina, que tendería a acumularse, explicaría la sensibilidad ambiental y la tendencia endógena a la depresión, (relacionada con el aumento de la acetilcolina) que presentan ciertos afectados (Obiols, 1998). 12 2.7.- Pesticidas más usados en Chile. Chile es considerado uno de los países con mayor índice de uso de plaguicidas en Latinoamérica. El volumen total de plaguicidas importados al año se triplicó desde la década de los ochenta hasta fines de los noventa (Rozas, 1999). En Chile existe un gran número de plaguicidas de uso agrícola registrados por el Servicio Agrícola Ganadero (SAG). Entre ellos se encuentran sustancias altamente tóxicas, incluyendo sustancias de uso domestico. En nuestro país se han prohibido o restringido plaguicidas desde 1982, comenzando en aquel año por el Monofluoracetato de sodio (alta toxicidad para el hombre y animales). Otros ejemplos son: 1984, DDT (residuos con riesgo a la salud, poco degradable), 1989 Parathion (alta toxicidad aguda), 2001 Paraquat (restricción). 2.8.- Intoxicación en Humanos Durante el primer semestre del año 2002 fueron notificados por REVEP (Red Nacional de Vigilancia Epidemiológica de Intoxicaciones Agudas por Plaguicidas ) un total de 329 casos de intoxicación aguda por plaguicidas. Las características de las intoxicaciones fueron las siguientes: • El 50% de los intoxicados requirió hospitalización. La letalidad de Los casos fueron de el 3%. • El 50% de los casos se presentó en mujeres, al igual que en el año 2001. El promedio edad de los casos fue de 29 años. Los menores de 15 años correspondieron al 25%, de los cuales, el grupo entre 0 a 5 años concentró el 32% de las intoxicaciones. • Los plaguicidas organofosforados son la primera causa de las intoxicaciones, con un 58%. De los casos de intoxicación aguda, los insecticidas correspondieron a un 69%. En el 13% de los casos no se ha logrado obtener información sobre el tipo de plaguicida. (Ver III.- Anexos; Tabla N ° 2) 13 Durante el periodo de Enero a Mayo del año 2003 se registró un total de 250 intoxicaciones agudas por plaguicidas en seres humanos. Además, se observó que los Organofosforados ocupan el primer lugar como causa de intoxicación, con un 26% del total de los casos (REVEP, 2003). 2.9.- Efecto en fauna silvestre. Las aves son un grupo de animales muy sensibles a los cambios del medio ambiente, la destrucción de su hábitat, la contaminación del agua y del aire influyen en su desarrollo. Debido a esta sensibilidad, se puede apreciar claramente como los pesticidas afectan a su desarrollo tanto individual, como a nivel de sus respectivas poblaciones. A lo largo de la historia de los pesticidas, se han documentado cifras enormes de aves muertas. Por ejemplo, en 1995, el pesticida monocrotofós, empleado para acabar con los saltamontes en la Argentina, causó la muerte de 20 mil gavilánes de Swainson (Ver Anexos: Imagen II). Gracias a los esfuerzos del American Bird Conservancy y de otras organizaciones, Novartis (anteriormente Ciba-Geigy), uno de los principales productores de monocrotofós, acordó acabar con la producción y venta de este pesticida. Este es un claro ejemplo de cómo los pesticidas alteran el medioambiente de las aves en forma significativa. Muchos de los pesticidas que se utilizan hasta hoy en día en la agricultura, deben ser aplicados por personal especializado que debe cumplir con ciertas normas de precaución para evitar intoxicaciones y otros posibles problemas de salud. Luego de aplicar el producto se debe evitar que personas se acerquen a la zona en la que fue aplicado para evitar problemas de salud. Por lo general, los predios agrícolas donde se aplican los pesticidas se encuentran cercados para evitar que animales puedan ingresar a la zona de cultivo. Estas medidas resultan eficaces para mantener alejados a algunos mamíferos de talla considerable como lo son caballos, vacas, corderos, etc. En algunas ocasiones también se puede evitar el paso de mamíferos menores como ratones, liebres, conejos en general. A pesar de que estas barreras han sido instaladas con el fin de proteger el cultivo, en ocasiones sirven para mantener alejados a los animales de estos agentes químicos, que pueden 14 afectar su salud. Sin embargo, en cuento a lo que se refiere a las aves, por lo general no existen barreras que les impidan llegar hasta las zonas donde se aplico el pesticida. Debido a que su alimento se compone de una gran cantidad y variedad de semillas, en la mayoría de las aves, cuando las plantas han sido regadas con insecticidas o pesticidas, el efecto es devastador, ya que pueden tener libre acceso a las principales fuentes de pesticidas dañinos que se aplican en los cultivos y otras zonas. Un claro ejemplo de ello es lo que ocurre con el insecticida llamado diazinón (Ver Anexos: Imagen III). Se ha comprobado más de 150 incidentes que han involucrado la muerte hasta de 700 aves, por causa de este insecticida órgano fosforado usado por lo regular para el cuidado de céspedes. En 1990, el diazinón fue clasificado como un ingrediente de uso restringido y prohibido en los campos de golf y el pasto para jardines, lo que constituyó la primera ocasión en que se tomó alguna medida legislativa en nombre de las aves específicamente. Sin embargo, en la mayoría de los estados de Estados Unidos, aún se puede adquirir con el fin de ser utilizado en el césped para jardines residenciales y parques. De manera que, a pesar de la condición de uso restringido, en dicho país se emplean anualmente casi 10 millones de libras de diazinón, principalmente por propietarios de residencias. Esto continúa afectando a las diferentes poblaciones de aves cuyo alimento u lugar de nidificación se encuentra principalmente en las áreas en las que se aplica el diazinón. 2.9.1.- Efecto en aves. Los pesticidas son sustancias sintéticas, las que son beneficiosas en algunos aspectos (control de la plaga) y muy perjudiciales en otros aspectos, ya que al matar al organismo de la plaga, daña también a otras especies. Esto es porque no permanece sólo en el sitio en donde se aplicó (el efecto deriva), siendo así tóxicas para las especies que viven en los alrededores y los que se alimentan de éstas plantas infectadas. 15 Las especies que se ven más afectadas, debido a su migración, son las aves. La disminución de poblaciones de aves y la alta mortalidad indican que la salud ambiental, y por consiguiente, la de los organismos que dependen de ella, sufren a causa del predominio del uso de los pesticidas. Desde la disminución de las aves cantoras a comienzos de los años cuarenta, los descensos poblacionales de los halcones peregrinos (Falco peregrinus) (Ver Anexos: Imagen IV), las águilas pescadoras (Pandion haliaetus) (Ver Anexos: Imagen V) y de otras aves rapaces, detectados por primera vez en los años sesenta. Hasta ahora, en los pesticidas se han encontrado casi 40 ingredientes activos letales para las aves, incluso al utilizarse según las instrucciones en el rótulo. Solamente una cuarta parte de estos ingredientes ha sido prohibida en los Estados Unidos y la mayoría sigue utilizándose en otros países. Entre los ingredientes activos que se han demostrado más letales para las aves se incluyen: diazinón, forato, carbofurán, monocrotofós, isofenfós, clorpirifós, aldicarb, azinfósmetílico y paratión. Se estima que de la cifra aproximada de 672 millones de aves expuestas anualmente a pesticidas en las tierras agrícolas de los Estados Unidos, un 10% muere, lo que equivale a 67 millones. Esta notable cifra constituye un estimado en el que se tienen en cuenta solamente las aves que habitan en las tierras agrícolas y sólo las aves muertas exclusivamente por ingestión de pesticidas. La extensión total de mortalidades entre las aves provocadas por pesticidas es sumamente difícil de determinar pues la mayoría de muertes pasa inadvertida. En 1989 se reportó que el carbofurán se estimaba como causante de la muerte de 1-2 millones de aves anualmente en los Estados Unidos. Este pesticida carbámico, fue creado a mediados de los años sesenta, pero sólo a partir de 1994 le fueron impuestas reglamentaciones al productor. En la actualidad, este pesticida en forma granulada está prohibido. Sin embargo, en los Estados Unidos se siguen utilizando anualmente en un volumen de unos 2 millones de masa. 16 2.9.1.2.- Medios de exposición. La ingestión es probablemente la manera más corriente en que las aves están expuestas a los pesticidas. Ellas pueden ingerir el pesticida directamente, por ejemplo al confundir un gránulo de pesticida por una semilla, o indirectamente, al consumir presas contaminadas. Las aves también pueden ingerir residuos de pesticidas al acicalarse o pueden beber o bañarse en agua contaminada. Cuando los pesticidas son aplicados aéreamente, pueden ser inhalados o absorbidos por la piel. El que un ave sea afectada o no, a causa de la exposición a los pesticidas depende de una serie de factores, como la toxicidad de los químicos, la magnitud y duración de la exposición y la frecuencia de la exposición. Los efectos causados por estas sustancias pueden ser directos o indirectos. 2.9.1.3.- Efectos directos. Los efectos perjudiciales potenciales abarcan desde la muerte debida al envenenamiento agudo hasta una diversidad de efectos denominados "subletales" incluidos los siguientes: debilitamiento de la cáscara de los huevos; deformación de los embriones; Disminución tasas de crecimiento de los polluelos; reducción de la atención brindada por las aves adultas a los polluelos; reducción de la defensa territorial; falta de apetito y pérdida de peso; comportamiento aletargado (manifestado en términos de un menor tiempo dedicado a comer, volar y cantar); inhibición de las reacciones del sistema inmunológico; mayor vulnerabilidad a la depredación; interferencia con la regulación de la temperatura del cuerpo; perturbación del funcionamiento hormonal normal; e incapacidad de orientarse en la dirección adecuada para la emigración. Cada uno de estos efectos subletales puede reducir las poblaciones con mucha eficiencia, ya que reducen las posibilidades de supervivencia de las aves o de reproducción exitosa, o de ambas. 17 2.9.1.4.- Efectos indirectos. Los pesticidas también pueden afectar a las aves indirectamente, ya sea mediante la reducción de la cantidad de alimento disponible o la alteración del hábitat. Las aves que consumen insectos se encuentran literalmente perdidas cuando los insecticidas causan una caída en la cifra de insectos disponibles, especialmente cuando tienen polluelos que alimentar. La temporada de reproducción de muchas aves ha evolucionado hasta coincidir con la máxima abundancia de insectos. Desafortunadamente para ellas, la máxima abundancia de insectos también significa el máximo uso de insecticidas o herbicidas que reducen la cantidad de cobertura de las plantas para evitar la presencia de depredadores y ocultar los nidos. 2.9.1.5.- Aves migratorias. Las aves que se reproducen en los Estados Unidos y el Canadá y que inviernan en Latinoamérica y el Caribe están potencialmente expuestas a más pesticidas que las aves residentes. Esto se debe a las grandes distancias que deben cubrir en su viaje. Se ha demostrado que la exposición al acefato, un organofosorado, puede interferir con la capacidad de un ave adulta para orientarse en la dirección adecuada para emigrar. Quién sabe en realidad cuantos vagabundo vistos fuera de curso cada año hayan sido desorientadas por los pesticidas o, cuántas aves migratorias no lleguen a su destino por la misma razón. Cuando se utilizan las reservas de grasa con gran rapidez, como ocurre durante la migración, suficientes pesticidas organoclorados acumulados pueden liberarse en el cuerpo hasta causar la muerte. 18 2.9.2- Otros Casos 2.9.2.1.- Insecticida Fipronil Nombre químico: (+) – 5- amino – 1 – (2.6-dicloro-a,a,a-trifluoro-p-tolyl)-4trifluotomethylsulfinyl-piársole-3-carbonitrile Fórmula química: C17H20ClN3O El Fipronil actúa por ingesta y también por contacto y su acción toxica consiste básicamente en atacar el sistema nervioso central, bioacumulación de grasas, riesgos cancerigenos y afectaciones de la tiroides, entre otros males. Éste posee características de efecto cascada o dominó. El insecticida es altamente efectivo cuando es aplicado adecuadamente. No obstante, el fipronil posee un alto volteo dentro de los primeros cinco días y también una alta acción residual toxica (se comprobó eliminación de Blattella Germánica incluso luego de 90 días de aplicado el producto). En la mayoría de los casos el fipronil aparece como excelente alternativa a los procesos líquidos tradicionales, brindando una mayor seguridad ambiental. Pero requiere, por supuesto una minuciosa inspección previa de los focos infecciosos y una completa capacitación de quienes lo aplican. Pero debido a su mal uso se detectaron varios efectos dañinos. La Asociación de Apicultores de Francia denuncio ante el Ministerio de Agricultura el peligro del pesticida fipronil, fabricado por Bayer, y conocido como “Gaucho”. Este producto químico se viene utilizando para proteger las plantaciones de maíz del ataque de una polilla. Sin embargo, cuatro científicos franceses demostraron como las abejas al hacer sus recorridos sobre las flores de las plantaciones de maíz, estaban siendo afectadas por el famoso fipronil. La prueba de la toxicidad ha sido el aumento de la mortandad de las abejas, con lo cual se afecto la producción de miel y su calidad. Se demostró que al igual que las abejas morían por culpa del insecticida, la miel que estaban produciendo también representaba problemas para la salud 19 humana. Ante los resultados de las investigaciones y después de seis años de lucha frente a los tribunales de justicia, a finales de mayo del 2003, el Ministerio de Agricultura prohibió la utilización del famoso Gaucho en los cultivos de maíz. 2.9.2.2.- Muerte de abejas en Chile Más de 50 millones de abejas murieron en la localidad rural de Lagunilla, comuna de Casablanca, el viernes 11 de abril del 2003. La Asociación de Apicultores de la Quinta Región (Apiquinta) en el Juzgado de Letras de la cuidad presento una querella para que la justicia fuera la encargada de establecer si existió un mal uso de un pesticida químico para combatir una plaga de avispas en un viñedo de la zona, el cual habría afectado letalmente a las abejas. Debido a que se comprobó el mal uso del pesticida fipronil por los resultados de las muestras enviadas al laboratorio del instituto de salud publica (ISP) se procedió a quemar las colmenas afectadas para evitar la propagación de la intoxicación por efectos del insecticida. Existe una legislación del año 1968 que no fue respetada, que prohíbe a terceros usar pesticidas que provoquen daños en las abejas en un radio de cuatro kilómetros. (Mercurio de Valparaíso, 2003) Resultado fatal: • 480 colmenas infectadas. • 50 millones de abejas muertas. • Destrucción de 17 mil kilos de miel. • Más de $100 millones en pérdidas. 20 2.10.- Alternativas al uso de Pesticidas Los pesticidas solos, dados los problemas que ocasionan, no son la solución ideal, a largo plazo, para la lucha contra las plagas. Por fortuna van apareciendo otras herramientas biológicas. Algunas de las más prometedoras son el uso de métodos de cultivo que dificulten la extensión de la plaga, el control biológico y genético de las plagas, el uso de hormonas y feromonas, la radiación, entre otras. El uso combinado de estas técnicas complementado cuando es necesario con una utilización moderada de pesticidas, recibe el nombre de Control Integrado de Plagas. 2.10.1.-Técnicas de cultivo Varias características del cultivo tienen importancia en la lucha contra la extensión de la plaga. El que las plantas estén sanas y robustas las hace mucho más resistentes contra los organismos que les atacan y elegir bien la época de plantación, riego o fertilización es de gran importancia para mantener cultivos sanos. Otra técnica que se está usando con éxito, por ejemplo en los cultivos de alfalfa, es dejar una parte del campo sin cultivar. Esta zona no cultivada sirve para que los depredadores del organismo que causa la plaga vivan ahí. Ellos mismos controlan las plagas de la zona vecina cultivada. La rotación de los cultivos también es eficaz en el control de plagas. Se ha visto, por ejemplo, que cuando no se planta todos los años el maíz en las mismas hileras de un campo, una plaga de esta planta llamada el gusano de la raíz, es eficazmente controlada. 2.10.2.- Control biológico Consiste en usar las enfermedades, parásitos o depredadores naturales para controlar los organismos de la plaga. Se ha usado, por ejemplo, con éxito, cuando en una zona se ha introducido una plaga procedente de otra parte de la Tierra. El organismo recién llegado se encuentra en condiciones ideales para multiplicarse porque no tiene enemigos o competidores en el nuevo lugar que 21 acaba de invadir. Una solución, que ha dado buen resultado en varias ocasiones, ha sido buscar en el lugar de origen de la plaga los organismos que allí la controlaban y llevarlos al nuevo lugar atacado. 2.10.3.- Control genético En el control genético no se usa una especie distinta para controlar la plaga, sino que se modifica la misma especie. Una de estas técnicas de control usa machos estériles. Se esteriliza un gran número de machos del insecto de la plaga que luego son liberados. Los estériles compiten con los normales en la fecundación de las hembras, por lo que muchas de las descendencias teóricamente posibles no se producen, con lo que va disminuyendo la población de la plaga de una generación a otra. Esta técnica tiene éxito especialmente en aquellas especies de insectos en los que la hembra sólo se cruza una vez. Otro de los procedimientos consiste en desarrollar, por diversas técnicas, variedades de cultivos resistentes a la plaga. Se puede hacer seleccionando ejemplares de la planta que han resistido a la plaga y cruzándolos entre sí, hasta obtener una variedad genética resistente. Este proceso suele durar unos 10 o 20 años pero el resultado suele compensar con creces el esfuerzo y dinero empleados. Así, por ejemplo, un gen de la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (productora de un veneno que mata a los insectos) ha sido introducido en plantas de algodón. Las orugas que se alimentan de hojas de estas plantas genéticamente alteradas mueren o sufren graves alteraciones en su desarrollo. 2.10.4.- Hormonas y feromonas Las feromonas son sustancias que los animales producen para atraer o provocar una respuesta en otros individuos de su misma especie. Son muy conocidas las que usan para atraer a los individuos del otro sexo y facilitar de esta manera la fecundación. Cada especie de insecto tiene sus propias feromonas específicas y por esto se pueden usar muy selectivamente para 22 actuar sobre un organismo concreto. Así, por ejemplo, han sido usadas con éxito para atraer escarabajos japoneses a trampas en las que son matados. Las hormonas que usan los insectos para controlar su desarrollo y su crecimiento también se pueden usar para luchar contra ellos. Estas hormonas deben estar presentes en determinados momentos de la vida del insecto en las cantidades apropiadas y si están presentes en otros momentos no adecuados provocan graves deformaciones y la muerte del insecto. 2.10.5.- Cuarentena Cuando hay riesgo de que la importación de una planta u animal de otro país introduzca una nueva plaga, los gobiernos prohiben su importación, o decretan la cuarentena de la explotación agraria en la que se haya producido la aparición de esta nueva plaga. 2.10.6.- Control integrado de plagas Muchas plagas no pueden ser controladas eficazmente con una sola técnica, pero usando varios métodos de control combinados se obtienen buenos resultados. A esta combinación de técnicas de cultivo, controles biológicos y uso de productos químicos se le conoce como Control Integrado de Plagas. En este sistema se usan los pesticidas lo menos posible, sólo cuando otros métodos no son eficaces. Este sistema forma parte muy importante de los nuevos métodos agrícolas que están siendo impulsados en todo el mundo como forma de asegurar una agricultura eficaz y respetuosa con el ambiente. En algunos cultivos como los del algodón está teniendo ya especial influencia. El algodón es un cultivo en el que se emplean una gran cantidad de pesticidas. En Estados Unidos, por ejemplo, aunque sólo el 1% del terreno agrícola se emplea para este cultivo, consume casi el 50% del total de insecticidas empleados en ese país. El uso de técnicas tan sencillas como la plantación de hileras de alfalfa junto a los campos de algodón, reduce la necesidad de pesticidas químicos, porque provoca que Lygus, un insecto que provoca considerables daños en el algodón, se traslade a la alfalfa, a la que prefiere como alimento. 23 III.- Anexos Tabla N°1: Signos y síntomas de la intoxicación aguda por organofosforados TIPO DE MANIFESTACIÓN Manifestaciones muscarínicas (Sist. Parasimpático, en general) Manifestaciones nicotínicas (Sist. Simpático y motor) Sist. Nervioso Central SIGNOS / SÍNTOMAS 1. Árbol bronquial: opresión torácica, broncoconstricción, disnea, aumento secreción bronquial, tos, edema pulmonar, cianosis. 2. Sistema gastrointestinal: náuseas, vómito, compresión abdominal, calambres, diarrea, incontinencia fecal. 3. Bradicardia. Estimulación de distintas terminaciones en glándulas, se creción salival y lacrimal; sudoración, diaforesis (Sist. Simpático de efectores colinérgicos). 4. Pupilas: contracción (miosis). 5. Cuerpo ciliar: no se acomoda (visión borrosa). 6. Vejiga urinaria: incontinencia urinaria. 1. Músculo estriado: temblor muscular, fasciculación, calambres, debilidad muscular, incluyendo los músculos respiratorios. 2. Palidez, taquicardia, aumento tensión arterial. 1. Depresión del centro respiratorio, con disnea, cianosis y caída de la tensión arterial. 2. Efectos psicomotores inespecíficos: aprensión, ansiedad, intranquilidad, inestabilidad emocional, insomnio, pesadillas, dolor de cabeza, temblor, depresión, apatía, sensación de borrachera, dificultad concentración, confusión, dificultad en la expresión oral, debilidad general. Coma con ausencia de reflejos. Fuente: Namba 1971; Weinbaum y cols. 1995 24 Tabla N ° 2: Plaguicidas más usados en Chile • Organofosforados de mayor uso Nombre genérico Azinfos metil Clorpirinfos Dursban Diclorvos Dimetoato Fenamifos Fenitrotion Malathion Metamidofos Monocrotofos Parathion etil Parathion metil Temephos Abate Pirimifos metil Pyrazofos Coumafos Fention Dicrotofos Pentoato Terbufos Profenofos Triazofos Isoxation Etotrofos Diazinon Tetraclorinfos Triclorfon Nombre comercial Gusathion M, Guthion Lorsban Dedevap, Nogos, Tapona, NUVAN, DDVP Perfekthion Nemacur Folithion, Thodothion, Agrotion, Sumition Malathion, Maltox, Belation, Cythion Monitor, Matador, Stermin, Gusanmdrin, Mefos Plus, Rondero, Tamaron Nuvacron Folidol E605, Triophos Metacide, Paramet Temefor Actellic Afugan, Missile Asuntol, Coral Baytex, Lebaycid Bidrin, Carbicron Ciadil Counter, Rimafos Curacron, Tambo Hostation Karphos Mocap Spectracide, Basudin Gardona Dipterex, Danex, Neguron 25 • Carbamatos de mayor uso Nombre genérico Aldicarb Bendiocarb Benomyl Carbamyl Carbofuran Methomyl Propoxur Methiocarb Oxamyl • Nombre comercial Temik Ficam Benlate Sevín Curater, Furadan Lannate, Nodrin Baygón, Unden, Okocebo Mesuelo Oxamyl Persistencia y degradación de algunos plaguicidas Clase Organoclorados Ureas Ácidos benzoicos Amidas Carbamatos Acción Insecticida Herbicida Herbicida Herbicida Herbicida Fungicida Insecticida Ácidos alifáticos Herbicida Organofosforados Insecticida Persistencia 2-5 años 4-10 meses 3-12 meses 2-10 meses 2-8 semanas 3-10 semanas 7-8 semanas 26 Imagen I: Efecto Bioacumulación de Plaguicidas Organoclorados Imagen II: Gavilanes de Swainson Imagen III: Insecticida Diazinón 27 Imagen IV: Halcones Peregrinos (Falco peregrinus) Imagen V: Águilas Pescadoras (Pandion haliaetus) 28 Bibliografía: • DEINLEIN, Mary. Cuando Se Trata de Pesticidas, las Aves son Presa Fácil. Migratory Bird Center. 2003. (http://nationalzoo.si.edu/ConservationAndScience/Aves_Migratorias/Ed ucacion/Folletos/default.cfm?fxsht=8). • GLASER, Linda C. Wildlife Mortality Attributed to organophosphorus and Carbamate Pesticides. USA. 1997. • JIMENEZ, A, Jorge A. Estudio del efecto de plaguicidas sobre la actividad de la enzima acetilcolinterasa en aves silvestres de la provincia de Quillota. Escuela de Medicina Veterinaria, Universidad Mayor. Chile, 2003. • NAMBA, T. et al. Poisoning Due to Organophosphate Insecticides: Acute and Chronic Manifestations. 1971. • OBIOLS, Jordi. Control biológico de los trabajadores expuestos a contaminantes químicos. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, Madrid, 1998. • REVEP. Intoxicación por plaguicidas enero – mayo del 2003. Red de Vigilancia de Intoxicación por Plaguicidas. Chile. 2003. (http://epi.minsal.cl/evigia/html/notific/plagui/intox1.htm) • ROZAS, M. GOMERO, L. Catastro de Conflictos Ambientales por Plaguicidas Bolivia-Perú-Chile. Observatorio latinoamericano de Conflictos Ambientales. Chile. 1999. • SOUBERVILLE,C. El Resultado de No Usar Equipo de Proteccion Durante el Manejo de Insecticidas Organofosforados. Asociación Nacional de Controladores de Plagas Urbanas. México. 1992. • Enciclopedia Microsoft Encarta 2003 • Mercurio de Valparaíso (www.mercuriovalpo.cl) • www.proteger.com.ar • www.bayercropscience.cl • http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_513.htm • http://www.nalejandria.com/archivos-curriculares/ciencias/nota-018.htm • http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/09ProdQui/112Tipos Pest.htm 29